KR101830003B1 - Danger situation alert system based on u-healthcare, and method thereof - Google Patents

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KR101830003B1
KR101830003B1 KR1020160131882A KR20160131882A KR101830003B1 KR 101830003 B1 KR101830003 B1 KR 101830003B1 KR 1020160131882 A KR1020160131882 A KR 1020160131882A KR 20160131882 A KR20160131882 A KR 20160131882A KR 101830003 B1 KR101830003 B1 KR 101830003B1
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정회경
유동균
조광희
황종선
김한길
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배재대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a dangerous situation alert system based on U-health care and a method thereof. The dangerous situation alert system of the present invention comprises: an Arduino-based wearable device measuring a user′s heart rate and acceleration on every predetermined time and transmitting the same to a user application of a user mobile device in real-time with a Bluetooth communication method through a Bluetooth module; and a database server extracting a protector API key to receive user′s current location information and transmitting the user′s current location information to a protector application matched with the extracted API key when the application recognizes a dangerous situation through an analysis of a threshold value for each of a heart rate measurement value and an acceleration measurement value to utilize the location information as a dangerous situation alert message. Therefore, the present invention is more than just a service providing simple monitoring of biometric information measured in an existing wearable device, a disease prevention measure using biometric information, exercise quantity, etc. and enables an actual user to handle dangerous situations when a dangerous situation occurs.

Description

Ｕ―헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법{DANGER SITUATION ALERT SYSTEM BASED ON U-HEALTHCARE, AND METHOD THEREOF}[0001] U-HEALTHCARE-BASED RISK CONTEXT ALERT SYSTEM AND RISK IDENTIFICATION METHOD THEREFOR [0002]

본 발명은 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 종래의 웨어러블 디바이스에서 측정된 생체 정보에 대한 단순 모니터링이나 생체 정보를 이용한 질병 예방법, 운동량 등을 제공하는 형태의 서비스에 그치지 않고 실제 사용자가 위험 상황이 발생할 경우에 대한 대처하도록 하기 위한 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a risk-based notification system based on U-Healthcare, and a risk identification method using the same. More specifically, the present invention relates to a simple health monitoring system, a disease prevention method using biometric information, Health care-based risk notification system for allowing a real user to cope with a dangerous situation in addition to a service providing a type of exercise and exercise, and a risk identification method using the same.

최근 세계 각국의 경제적 성장과 함께 건강한 삶에 대한 관심이 증가함에 따라 U-헬스(U-Healthcare) 산업이 활성화 되고 있는 실정이다. Recently, U-healthcare industry has been activated as the interest in healthy life has increased with the economic growth of the countries around the world.

구체적으로, 인구 고령화와 만성질환자의 증가로 인해 기존 공급자 중심의 수동적인 치료중심 서비스에서 수요자 중심의 예방과 건강증진 등 능동적인 서비스로 변화하고 있다. 또한 사용자의 생체 정보를 측정할 수 있는 스마트 워치와 스마트 밴드 등 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 연구되고 있으며, 웨어러블 사용자의 생체 정보를 측정해 피트니스, 웰빙, 헬스케어 등 다양한 분야에서 사용자에게 의료 관련 서비스를 제공하는 연구도 활발히 진행되고 있다.Specifically, due to population aging and an increase in chronic illnesses, the focus shifts from passive treatment-oriented services centered on existing providers to active services such as consumer-focused prevention and health promotion. In addition, various wearable devices such as smart watch and smart band that can measure user's biometric information are being studied, and wearable user's biometric information is measured and used in various fields such as fitness, well-being, Research is also actively underway to provide services.

즉, 사용자는 유비쿼터스(Ubiquitous) 환경에서 언제 어디서나 시간적, 공간적 제약을 받지 않고 생체 정보를 측정하여 해당 데이터를 보호자나 의료진에게 전송함으로써, 개인 맞춤형 의료서비스를 제공 받는다. 하지만 이러한 시스템은 사용자의 생체 정보와 위치를 측정하여 칼로리 소모량이나 이동거리, 식사량 등 건강관리에 대한 서비스를 제공하는 것과 질병에 대한 예방을 위해 측정된 생체 정보를 모니터링으로 제공하는 서비스가 대부분이며 넘어짐이나 낙상 혹은 운동으로 인한 사용자의 상태에 갑작스런 이상이 발생할 경우의 대처가 미흡한 문제점이 있다. That is, the user can receive the personalized medical service by measuring the biometric information and transmitting the data to the protector or the medical staff at any time and anywhere in the ubiquitous environment without being restricted by the time or space. However, most of these systems provide services for healthcare such as calorie consumption, moving distance, and food consumption by measuring the user's biometric information and position, and services that provide measured biometric information as monitoring to prevent diseases. Or when a sudden abnormality occurs in the state of the user due to fall or movement, there is a problem that the countermeasure is insufficient.

이에 본 출원인은 사용자가 예상치 못한 위험 상황이 발생하는 경우, 보호자가 신속하게 대처할 수 있도록 알림 메시지를 제공하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는 한국등록특허 제10-1661116호(발명의 명칭: 프로그래머블 멀티모달 생체신호 처리 모듈 및 이를 이용한 헬스케어 플랫폼, 등록일: 2016.09.23.)가 있다.The present applicant has proposed a risk notification system based on U-healthcare that provides a notification message to a parent in case an unexpected danger occurs, and related prior art documents include Korea Registered Patent No. 10-1661116 (entitled " Programmable Multi-modal Bio-signal Processing Module and Healthcare Platform Using It, "

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자가 예상치 못한 위험 상황이 발생하는 경우, 보호자가 신속하게 대처할 수 있도록 알림 메시지를 제공하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a risk-based notification system based on U-Healthcare that provides a notification message to a protector in case an unexpected risk situation occurs, To provide an identification method.

또한, 본 발명은 아두이노(Arduino)에 가속도 센서와 심박수 센서를 부착하고 각 센서 별로 시나리오에 따른 임계값을 적용함으로써, 다양한 시나리오를 통해 사용자의 상태에 따라 우선적으로 측정할 센서를 선정하고 측정된 데이터를 기반으로 정해진 임계값을 벗어나는 데이터가 발생하면 위험 상황이라고 식별함과 동시에 보호자에게 사용자의 현재 위치에 대한 정보를 전송할 수 있도록 하기 위한 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법을 제공하기 위한 것이다.Also, according to the present invention, an acceleration sensor and a heart rate sensor are attached to an Arduino, and a threshold value according to a scenario is applied to each sensor, thereby selecting a sensor to be preferentially measured according to a user's state through various scenarios, U-healthcare-based risk notification system that identifies a risk situation when data outside a predetermined threshold value is generated based on data, and transmits information on the current position of the user to the caregiver, and a risk To provide an identification method.

또한, 본 발명은 사용자의 현재 위치 정보의 전송에 의해 보호가 필요한 사용자에게 위험한 상황이 발생하면 신속하게 대처할 수 있도록 하기 위한 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법을 제공하기 위한 것이다. Also, the present invention provides a risk-based notification system based on U-healthcare and a risk identification method using the same to provide a user who needs protection by transmission of current location information of a user to be able to cope with a dangerous situation promptly .

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템은, 심박수 센서와 가속도 센서 각각을 통해 사용자의 심박수와 가속도를 미리 설정된 시간마다 측정하여, 블루투스 모듈을 통해 블루투스 통신 방식으로 실시간으로 사용자 모바일 디바이스의 사용자 앱으로 전송하는 아두이노 기반 웨어러블 디바이스; 및 상기 사용자 앱에 심박수 측정값 및 가속도 측정값 각각에 대한 임계값 분석을 통해 위험 상황 발생을 인식한 경우, 사용자의 현재 위치 정보를 수신하기 보호자 API 키(key)를 추출한 뒤, 추출된 API 키와 매칭되는 보호자 앱으로 사용자의 현재 위치 정보를 전송하여 위험 상황 발생을 알리는 메시지로 활용하도록 하는 데이터베이스 서버; 를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a U-Healthcare-based risk notification system according to an embodiment of the present invention measures a heart rate and acceleration of a user through each of a heart rate sensor and an acceleration sensor at predetermined time intervals, A wearable device based on an Arduino, which transmits a user's application of a user's mobile device in real time via a Bluetooth communication method; And when the risk appara- tus is recognized through the threshold value analysis for each of the heart rate measurement value and the acceleration measurement value to the user ap- plication, after extracting a protector API key for receiving the current position information of the user, And transmits the present location information of the user to the guardian app matching with the current location information to use as a message notifying the occurrence of a dangerous situation; . ≪ / RTI >

상기 데이터베이스 서버는, 상기 사용자 앱으로부터 사용자의 로그인 정보와 현재 위치 정보를 상기 사용자 앱으로부터 수신하여 저장하며, 사용자의 로그인 정보와 매칭되는 푸시 팝업 메시지를 전송받기 위한 보호자 API 키(API key)를 미리 저장하고 있을 수 있다.The database server receives and stores the login information and the current location information of the user from the user app and stores a protector API key for receiving the push popup message matched with the login information of the user, Can be stored.

상기 사용자 앱은, 위험 상황 식별 알고리즘을 통해 사용자의 상태를 식별하고 위험 상황 발생시 상기 사용자 모바일 디바이스의 위치 수신 모듈을 통해 사용자의 현재 위치를 측정한 뒤, 상기 사용자 모바일 디바이스를 통해 네트워크와 연결된 상기 데이터베이스 서버로 전송할 수 있다.The user app identifies the user's state through a risk situation identification algorithm and measures the current location of the user through the location receiving module of the user mobile device when a dangerous situation occurs, To the server.

상기 보호자 앱은, 보호자 모바일 디바이스에서 실행되며, 사용자의 위험 상황 발생시, 사용자의 현재 위치 정보를 네트워크와 연결된 클라우드 메세징 서버로부터 수신하여 구현할 수 있다.The protector app is executed in the protector mobile device, and when the user is in a dangerous situation, the current position information of the user can be received from the cloud messaging server connected to the network and implemented.

상기 클라우드 메세징 서버는, 상기 사용자 앱 및 상기 보호자 앱 간의 데이터를 전송하게 해주는 서비스를 제공하며, 상기 데이터베이스 서버에 새로운 데이터가 있음을 각 사용자의 상기 보호자 앱으로 알리는 메시지를 전송할 수 있다. The cloud messaging server provides a service for transmitting data between the user app and the parental app and may transmit a message informing the parental app of each user that there is new data in the database server.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림을 위한 위험 식별 방법은, 사용자 앱이 심박수 센서 및 가속도 센서에 의해 각각 측정한 심박수 측정값과 가속도 측정값에 대한 임계값을 설정하는 제 1 단계; 및 상기 사용자 앱이 상기 심박수 센서와 상기 가속도 센서 각각으로부터 심박수 측정값 및 가속도 측정값을 획득하여 각각에 대한 임계값 비교를 통해 위험 상황 발생 여부를 분석하는 제 2 단계; 를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a risk identification method for notifying a risk situation based on U-healthcare, the method comprising: detecting a heart rate measurement value and an acceleration measurement value measured by a user's heart rate sensor and an acceleration sensor, A first step of setting a threshold value for the first step; And a second step of the user application acquiring a heart rate measurement value and an acceleration measurement value from the heart rate sensor and the acceleration sensor, respectively, and analyzing whether or not a dangerous situation occurs by comparing threshold values with respect to each of them; . ≪ / RTI >

상기 제 1 단계는, 상기 사용자 앱이 사용자의 로그인 요청에 따라, 데이터베이스 서버로부터 로그인 정보와 매칭되는 사용자 정보 중 사용자의 나이 정보를 수신하는 제 1-1 단계; 상기 사용자 앱이 상기 데이터베이스 서버로 수신된 나이 정보 별로 설정된 평균 심박수 중 미리 설정된 퍼센테이지를 연산하여 제 1 심박수 값을 획득하고, 상기 심박수 센서를 통해 사용자의 휴식기 심박수를 미리 설정된 시간 동안 측정하여 제 2 심박수 값을 획득하고, 상기 가속도 센서를 통한 가속도 측정을 수행하는 제 1-2 단계; 및 상기 사용자 앱은 상기 제 1 심박수 값과 상기 제 2 심박수 값을 평균을 연산한 평균을 기준으로 사용자 별 심박수 임계값을 부여하며, 상기 가속도 센서에 의해 측정된 가속도 측정값을 기준으로 사용자 별 임계값 부여를 수행하는 제 1-3 단계; 를 포함할 수 있다.The first step may include a 1-1 step of receiving age information of a user among user information matched with login information from a database server according to a login request of the user by the user app; The user's app obtains a first heart rate value by calculating a preset percentage of the average heart rate set by the age information received by the database server, measures a resting heart rate of the user through the heart rate sensor for a predetermined time, A first step of obtaining an acceleration value and performing acceleration measurement through the acceleration sensor; And the user app gives a heart rate threshold value for each user based on an average obtained by averaging the first heart rate value and the second heart rate value, and calculates a threshold value for each user based on the acceleration measurement value measured by the acceleration sensor, A step 1-3 of performing a value assignment; . ≪ / RTI >

상기 제 2 단계는, 상기 사용자 앱이 상기 심박수 센서와 상기 가속도 센서 각각으로부터 심박수 측정값 및 가속도 측정값을 획득하는 제 2-1 단계; 상기 사용자 앱이 상기 제 1 단계와 상기 제 2 단계 사이에 측정된 심박수 측정값 및 가속도 측정값이 있는 경우, 측정된 심박수 측정값과 가속도 측정값과 개별적인 비교를 수행하는 제 2-2 단계; 및 상기 사용자 앱이 심박수 측정값 및 가속도 측정값 중 각각의 임계값을 벗어나는 측정값이 추출시, 나머지 다른 측정값의 임계값을 벗어나는지를 통해 위험 상황 발생 여부를 분석하는 제 2-3 단계; 를 포함할 수 있다.A second step of the user application acquiring a heart rate measurement value and an acceleration measurement value from the heart rate sensor and the acceleration sensor, respectively; Performing a second comparison between the measured heart rate measurement value and the acceleration measurement value when the user application has the measured heart rate value and the measured acceleration value between the first step and the second step; And analyzing whether or not the risk appara- tus occurs when the measured value of the user's app is out of the threshold value of the heart rate measurement value and the acceleration measurement value at the time of extracting and out of the threshold value of the other measurement values; . ≪ / RTI >

상기 제 2 단계 이후, 위험 상황 발생으로 분석시, 상기 사용자 앱이 사용자 모바일 디바이스의 위치 수신 모듈을 통해 사용자 현재 위치 정보를 확인하는 제 3 단계; 를 더 포함할 수 있다.A third step in which the user app confirms the current location information of the user through the location receiving module of the user mobile device when analyzing the occurrence of a dangerous situation after the second step; As shown in FIG.

상기 제 3 단계 이후, 상기 사용자 앱이 사용자 현재 위치 정보를 상기 사용자 모바일 디바이스로 제공하여, 상기 사용자 모바일 디바이스(20)에 의한 클라우드 메세징 서버를 통한 상기 보호자 앱으로의 전송이 수행되도록 하는 제 4 단계; 를 더 포함할 수 있다. The fourth step of providing the user's current location information to the user mobile device after the third step and allowing the user mobile device 20 to transmit the user's current location information to the parental app via the cloud messaging server ; As shown in FIG.

본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법은, 종래의 웨어러블 디바이스에서 측정된 생체 정보에 대한 단순 모니터링이나 생체 정보를 이용한 질병 예방법, 운동량 등을 제공하는 형태의 서비스에 그치지 않고 실제 사용자가 위험 상황이 발생할 경우에 대한 대처할 수 있다.The U-Healthcare-based risk notification system and the risk identification method using the U-healthcare system according to the embodiment of the present invention can be realized by a simple monitoring of biometric information measured in a conventional wearable device, a disease prevention method using biometric information, It is possible to cope with a situation in which a real user does not end up with a dangerous situation but a service of a type provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법은, 사용자가 예상치 못한 위험 상황이 발생하는 경우, 보호자가 신속하게 대처할 수 있도록 아두이노(Arduino)에 가속도 센서와 심박수 센서를 부착하고 각 센서 별로 시나리오에 따른 임계값을 적용함으로써, 다양한 시나리오를 통해 사용자의 상태에 따라 우선적으로 측정할 센서를 선정하고 측정된 데이터를 기반으로 정해진 임계값을 벗어나는 데이터가 발생하면 위험 상황이라고 식별함과 동시에 보호자에게 사용자의 현재 위치에 대한 정보를 전송할 수 있어서 사용자의 생체 정보에 개별적으로 매칭되는 서비스를 제공할 수 있다. In addition, the U-Healthcare-based risk notification system and the risk identification method using the U-healthcare system according to the embodiment of the present invention can be applied to a case where an unexpected risk situation occurs, ), The acceleration sensor and the heart rate sensor are attached to each sensor, and thresholds according to the scenarios are applied to each sensor. Thus, the sensors to be measured according to the user's state are selected through various scenarios, When data is generated, it is identified as a dangerous situation, and at the same time, information on the current position of the user can be transmitted to the guardian, thereby providing a service that individually matches the user's biometric information.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템, 그리고 이를 이용한 위험 식별 방법은, 사용자의 현재 위치 정보의 전송에 의해 보호가 필요한 사용자에게 위험한 상황이 발생하면 신속하게 대처할 수 있다. In addition, the U-Healthcare-based risk notification system and the risk identification method using the U-health care system according to the embodiment of the present invention can be applied to a user who needs to be protected by transmission of the current location information of the user, Can cope.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템의 시스템 아키텍처 및 아두이노 기반 웨어러블 디바이스의 주요 구성요소를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템 중 사용자 앱에서 수행되는 위험 상황 식별 알고리즘을 나타내는 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템 중 사용자 앱에서 구현되는 메인페이지(도 4a)와 회원가입 페이지(도 4b)를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템에서의 센서 측정값 페이지(도 5a)와 위험 상황 발생 페이지(도 5b)를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템에서의 보호자 앱에 의해 구현된 푸시 팝업 메시지를 나타내는 유저 인터페이스 화면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템에서의 아두이노 기반 웨어러블 디바이스의 프로토타입을 나타내는 도면.1 illustrates a U-Healthcare-based risk status notification system in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the system architecture of the U-Healthcare-based risk event notification system of Figure 1 and the major components of the Arduino-based wearable device.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a risk situation identification algorithm performed in a user app among the U-Healthcare-based risk status notification system of FIG. 1;
FIG. 4 illustrates a main page (FIG. 4A) and a membership subscription page (FIG. 4B) implemented in a user app among U-Healthcare-based risk status notification systems according to an embodiment of the present invention;
5 shows a sensor measurement page (FIG. 5A) and a risk event occurrence page (FIG. 5B) in a U-Healthcare-based risk event notification system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a user interface screen showing a push-pop-up message implemented by a protector app in a U-Healthcare-based risk notification system according to an embodiment of the present invention; FIG.
7 illustrates a prototype of an Arduino-based wearable device in a U-healthcare-based risk event notification system in accordance with an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present specification, when any one element 'transmits' data or a signal to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and the at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a U-Healthcare-based risk status notification system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템은 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10), 사용자 모바일 디바이스(20), 사용자 어플리케이션(user application, 이하, '사용자 앱')(30), 네트워크(40), 데이터베이스 서버(50), 보호자 모바일 디바이스(60), 보호자 어플리케이션(protector application, 이하, '보호자 앱')(70), 그리고 클라우드 메세징 서버(80)를 포함함으로써, 웨어러블 디바이스(10)에서 측정된 사용자의 센서 측정값을 사용자 앱(30)에서 사용자의 상태를 파악하기 위한 알고리즘과 데이터베이스 서버(50)의 처리 명령을 통해 위험 상황을 식별 가능하도록 한다. Referring to FIG. 1, the U-Healthcare-based risk event notification system includes a wearable device 10, a user mobile device 20, a user application 30, The network 40, the database server 50, the protector mobile device 60, the protector application 70, and the cloud messaging server 80, The user app 30 can identify the user's status by using the algorithm and the processing command of the database server 50 to identify the dangerous situation.

아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)는 적어도 하나 이상의 센서로부터 입력 신호를 받아들여 출력을 제어하여 환경과 상호작용이 가능한 오픈 소스 회로 기반의 아두이노(Arduino)를 중심으로 설계된다. The wearable device 10 based on an Arduino is designed around an Arduino based on an open source circuit capable of receiving an input signal from at least one sensor and controlling the output to interact with the environment.

사용자 모바일 디바이스(20)는 컴퓨팅 기능을 수행하며, 무선링크를 통하여 사용자에게 인터넷 데이터를 포함하는 인터넷 서비스를 제공하는 기기로서, 이는 포괄적인 개념의 휴대기기들이다. 즉, 사용자 모바일 디바이스(20)는 핸드폰, 무선단말, PDA(Personal Digital Assistant), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰, MBS(Mobile Broad and System)폰, PMP(Portable Multimedia Player), 핸드헬드 컴퓨터(Handheld Computer)와 같이 멀티미디어 폰 및 멀티미디어 플레이어 등을 포함할 수 있다. The user mobile device 20 is a device that performs a computing function and provides an Internet service including Internet data to a user via a wireless link, which is a comprehensive concept of mobile devices. In other words, the user mobile device 20 may be a mobile phone, a wireless terminal, a PDA (Personal Digital Assistant), a GSM (Global System for Mobile) phone, a W-CDMA ) Phones, portable multimedia players (PMPs), handheld computers, and multimedia phones and multimedia players.

사용자 앱(30)은 사용자에 대한 센서를 통해 측정된 센서 측정값을 모니터링하고 위험 상황을 식별하며, 위험 상황 식별시 사용자 모바일 디바이스(20)에 구비된 GPS 수신기 등으로 형성 가능한 위치 수신 모듈(21)을 통해 획득한 위치 정보를 네트워크(40)를 통해 데이터베이스 서버(50)로 제공함과 동시에 보호자 모바일 디바이스(60)로 전송되도록 한다. The user application 30 monitors a sensor measurement value measured by a sensor for a user, identifies a dangerous situation, and generates a position receiving module 21 (e.g., a GPS receiver or the like) To the database server 50 via the network 40 and to transmit the location information to the guardian mobile device 60. [

여기서 네트워크(40)는 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 무선 망일 수 있다. 네트워크(40)는 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 네트워크(40)는 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 네트워크(40)는 사용자 모바일 디바이스(20), 데이터베이스 서버(50), 보호자 모바일 디바이스(60) 및 클라우드 메세징 서버(80), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다. Here, the network 40 is a communication network that is a high-speed period network of a large communication network capable of a large-capacity, long-distance voice and data service, and may be a next-generation wireless network for providing Internet or high-speed multimedia service. The network 40 may be a synchronous mobile communication network or an asynchronous mobile communication network. As an embodiment of the asynchronous mobile communication network, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) communication network is exemplified. In this case, although not shown in the drawings, the network 40 may include a Radio Network Controller (RNC). Meanwhile, although the WCDMA network is exemplified, it may be a next generation communication network such as a 3G LTE network or a 4G network, or an IP network based on other IP. The network 40 serves to communicate signals and data between the user mobile device 20, the database server 50, the guardian mobile device 60 and the cloud messaging server 80, and other systems.

보호자 모바일 디바이스(60)는 사용자의 보호자가 운영하는 무선단말로, 사용자 모바일 디바이스(30)와 동일하게 컴퓨팅 기능을 수행하는 스마트폰, 스마트 패드 등을 수 있다. The protector mobile device 60 is a wireless terminal operated by the protector of the user, and may be a smart phone, a smart pad, or the like that performs a computing function in the same manner as the user mobile device 30. [

보호자 앱(70)은 보호자 모바일 디바이스(60)에서 실행되며, 사용자의 위험 상황 발생시, 사용자의 위치 정보를 네트워크(40)와 연결된 클라우드 메세징 서버(80)로부터 수신하여 구현하기 위한 단말이다. The protector app 70 is implemented in the protector mobile device 60 and is a terminal for receiving the location information of the user from the cloud messaging server 80 connected to the network 40 and implementing the information when the user is in danger.

클라우드 메세징 서버(80)는 사용자 앱(30) 및 보호자 앱(70) 간의 데이터를 전송하게 해주는 서비스를 제공하며, 데이터베이스 서버(50)에 새로운 데이터가 있음을 각 사용자의 보호자 앱(70)으로 알리는 메시지를 전송하는 역할을 수행할 수 있다. The cloud messaging server 80 provides a service for transferring data between the user app 30 and the protector app 70 and notifies each user's protector app 70 of new data in the database server 50 And can transmit the message.

도 2는 도 1의 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템의 시스템 아키텍처(system architecture)(도 2a) 및 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)의 주요 구성요소(도 2b)를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing the system architecture (FIG. 2A) of the U-Healthcare-based risk event notification system of FIG. 1 and the main components (FIG. 2B) of the Arduino-based wearable device 10.

도 2를 참조하면, 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)의 아두이노 보드(14)는 심박수 센서(11)와 가속도 센서(12) 각각을 통해 사용자의 심박수와 가속도를 미리 설정된 시간(1초)마다 측정하여, 블루투스 모듈(13)을 통해 블루투스 통신 방식으로 실시간으로 사용자 모바일 디바이스(20)의 사용자 앱(30)으로 전송한다. Referring to FIG. 2, the adoon-eye board 14 of the wearable device 10 according to the present invention includes a heart rate sensor 11 and an acceleration sensor 12 for detecting a user's heart rate and acceleration at predetermined time intervals And transmits the data to the user application 30 of the user mobile device 20 in real time using the Bluetooth communication method through the Bluetooth module 13.

사용자 앱(30)은 사용자 모바일 디바이스(20)에서 실행된 뒤, 네트워크(40)를 통해 데이터베이스 서버(50)로의 액세스(access)를 통한 회원가입 과정을 통해 사용자의 나이 정보(age)를 포함하는 사용자 정보를 제공함으로써, 데이터베이스 서버(50)에서 사용자의 로그인을 기반으로 사용자를 구분할 수 있도록 한다. The user application 30 is executed in the user mobile device 20 and then transmitted to the database server 50 via the network 40. The user app 30 is transmitted to the database server 50 via the network 40, By providing the user information, the database server 50 can distinguish the user based on the login of the user.

또한 사용자 앱(30)은 위험 상황 식별 알고리즘을 통해 사용자의 상태를 식별하고 위험 상황 발생시 사용자 모바일 디바이스(20)의 위치 수신 모듈(21)을 통해 사용자의 현재 위치를 측정한 뒤, 사용자 모바일 디바이스(20)를 통해 네트워크(40)와 연결된 데이터베이스 서버(50)로 전송한다. Also, the user application 30 identifies the user's state through a risk situation identification algorithm, measures the current position of the user through the location receiving module 21 of the user mobile device 20 in the event of a dangerous situation, 20 to the database server 50 connected to the network 40.

한편, 데이터베이스 서버(50)는 사용자의 로그인 정보와 현재 위치 정보를 사용자 앱(30)으로부터 수신하여 저장하며, 사용자의 현재 위치 정보를 수신하기 위한 보호자 모바일 디바이스(60)의 보호자 앱(70)을 추출한다. 이를 위해, 데이터베이스 서버(50)는 사용자의 로그인 정보와 매칭되는 푸시 팝업 메시지를 전송받기 위한 보호자 API 키(API key)를 미리 저장하고 있는 것이 바람직하다.On the other hand, the database server 50 receives and stores the user's login information and current location information from the user app 30, and transmits the current location information to the guardian application 70 of the guardian mobile device 60 . To this end, the database server 50 preferably stores in advance a protector API key for receiving a push-pop-up message matched with the login information of the user.

이에 따라, 보호자 앱(70)은 사용자가 위험 상황이 발생할 경우, 지정된 API 키(API key)를 활용한 데이터베이스 서버(50)의 사용자 현재 위치 정보 전송에 따라 클라우드 메세징 서버(80), 예컨대, Google Cloud Massaging Server(GCM Server)를 통해 사용자의 현재 위치 정보를 수신할 수 있다.The guardian app 70 can access the cloud messaging server 80, for example, Google (Google) in response to the user's current location information transmission of the database server 50 using the designated API key The user's current location information can be received through the Cloud Massaging Server (GCM Server).

한편, 도 3은 도 1의 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템 중 사용자 앱(30)에서 수행되는 위험 상황 식별 알고리즘(Danger Situation Discerning Algorithm)을 나타내는 흐름도이다. FIG. 3 is a flowchart illustrating a Danger Situation Discerning Algorithm performed by the user app 30 among the U-Healthcare-based dangerous situation notification system of FIG.

도 3을 참조하면, 사용자 앱(30)은 사용자의 로그인 요청에 따라, 데이터베이스 서버(50)로부터 로그인 정보와 매칭되는 사용자 정보 중 사용자의 나이 정보를 수신한다. Referring to FIG. 3, the user application 30 receives age information of a user among user information matching with login information from the database server 50 in response to a login request of the user.

사용자 앱(30)은 데이터베이스 서버(50)로 수신된 나이 정보 별로 설정된 평균 심박수 중 미리 설정된 퍼센테이지(예, 심박수의 40%)를 추출하여 제 1 심박수 값을 획득하고(S12a), 심박수 센서(11)를 통해 사용자의 휴식기 심박수를 미리 설정된 시간 동안(예, 10초간) 측정하여 제 2 심박수 값을 획득하고(S12b), 가속도 센서(12)를 통한 가속도 측정도 수행한다(S12c).The user application 30 extracts a predetermined percentage (for example, 40% of the heart rate) out of the average heart rate set for each age information received by the database server 50 to obtain a first heart rate value (S12a), and the heart rate sensor 11 (Step S12b), and also performs acceleration measurement through the acceleration sensor 12 (step S12c). In step S12c, the user's rest heart rate is measured for a preset time (e.g., 10 seconds)

이후, 사용자 앱(30)은 제 1 심박수 값과 제 2 심박수 값을 평균을 내어 평균값을 이용해 사용자마다 다른 심박수 임계값을 부여한다(S13). 한편, 단계(S13)에서 가속도 센서(12)에 의해 측정된 가속도 임계값도 부여하는 것이 바람직하다.Thereafter, the user app 30 averages the first heart rate value and the second heart rate value, and gives a different heart rate threshold value to each user using the average value (S13). On the other hand, it is preferable to also give the acceleration threshold value measured by the acceleration sensor 12 in step S13.

단계(S11) 내지 단계(S13)에서의 심박수 임계값 설정 과정이 완료되면, 사용자 앱(30)은 심박수 센서(11)와 가속도 센서(12) 각각으로부터 심박수 측정값 및 가속도 측정값을 획득한다(S14).When the heart rate threshold value setting process in steps S11 to S13 is completed, the user app 30 acquires the heart rate measurement value and the acceleration measurement value from the heart rate sensor 11 and the acceleration sensor 12 S14).

단계(S14) 이후, 사용자 앱(30)은 단계(S14)에서의 심박수 측정값 및 가속도 측정값에 대한 미리 설정된 시간 이전/이후의 측정값에 대한 비교를 수행한다(S15). After step S14, the user app 30 compares the heart rate measurement value and the acceleration measurement value at step S14 with a measured value before / after the predetermined time at step S15.

보다 구체적으로 사용자 앱(30)은 단계(S15) 이전에 측정된 심박수 측정값과 단계(S15)에서 측정된 심박수 측정값을 비교하며, 동일한 방식으로 단계(S15) 이전에 측정된 가속도 측정값과 단계(S15)에서 측정된 가속도 측정값을 비교함으로써, 심박수 측정값 및 가속도 측정값 중 미리 설정된 수치 이상으로 우선적으로 임계값을 벗어나는 센서 측정값이 발생하면, 다음 센서 임계값을 비교한다. More specifically, the user application 30 compares the heart rate measurement value measured before the step S15 with the heart rate measurement value measured at the step S15, and in the same way, the acceleration measurement value measured before the step S15 When the measured acceleration values measured in step S15 are compared with each other, the sensor threshold value is compared with the next sensor threshold value when a sensor measurement value which is preferentially out of the threshold value is generated among the heart rate measurement value and the acceleration measurement value.

단계(S15) 이후, 사용자 앱(30)은 위험 상황인지 여부를 판단한다(S16). 단계(S15)에서의 심박수 측정값 및 가속도 측정값의 순차적인 비교 결과 위험 상황인지를 판단하는데, 이러한 판단 과정의 예시는 후술하는 [표 1]과 같을 수 있다. After the step S15, the user app 30 determines whether or not it is a dangerous situation (S16). An example of such a determination process may be as shown in [Table 1], which will be described later, in order to determine whether or not a risk situation is a sequential comparison between the heart rate measurement value and the acceleration measurement value in step S15.

단계(S16)의 판단 결과 위험 상황이 아닌 경우, 사용자 앱(30)은 단계(S14)로 회귀하여 이전/이후 측정값에 대한 비교를 다시 수행한다. 반대로 단계(S16)의 판단 결과 위험 상황인 경우, 사용자 앱(30)은 사용자 모바일 디바이스(20)의 위치 수신 모듈(21)을 통해 위치 정보를 확인한다(S17). As a result of the determination in step S16, if it is determined that the user is not in a dangerous state, the user app 30 returns to step S14 to compare the previous / next measured values again. On the other hand, if it is determined in step S16 that the user application 30 is in a dangerous state, the user app 30 checks the location information through the location reception module 21 of the user mobile device 20 (S17).

단계(S17) 이후, 사용자 앱(30)은 사용자 현재 위치 정보를 사용자 모바일 디바이스(20)로 제공하여, 사용자 모바일 디바이스(20)에 의한 클라우드 메세징 서버(80)를 통한 보호자 앱(70)으로의 전송이 수행되도록 한다(S18). After step S17, the user app 30 provides the user's current location information to the user mobile device 20 and sends the user's current location information to the user's mobile device 20 via the cloud messaging server 80, So that the transmission is performed (S18).

하기의 [표 1]은 심박 센서와 가속도 센서로 측정된 생체 정보에 대한 사용자의 상태를 정리한 구체적인 예이다. 심박수와 가속도를 동시 측정하다가 우선적으로 임계값을 벗어나는 센서 측정값이 발생하면 그 다음 센서를 측정하여 위험 상황을 식별한다.Table 1 below is a specific example of the status of the user regarding the biometric information measured by the heart rate sensor and the acceleration sensor. Simultaneously measuring the heart rate and the acceleration, if a sensor measurement value that exceeds the threshold value occurs first, the next sensor is measured to identify the risk situation.

위치(situation)Situation 심박수(heart rate)Heart rate 가속도(acceleration)Acceleration 1One highhigh highhigh 22 highhigh lowlow 33 lowlow highhigh 44 lowlow lowlow

먼저, 위치 1(situation 1)은 심박수와 가속도가 high인 상태이다. 심박수는 사용자의 최대 심박수가 70% 이상인 경우 high이며, 가속도는 1초 전에 측정한 값과 비교하여 움직임의 변화가 미리 설정된 가속도 임계값(20,000 mm/s2) 이상 발생하면 갑작스런 가속도 변화로 낙상이나 넘어지는 상황이면 위험 상황으로 식별하는 것으로 설정한다. First, position 1 is a state in which the heart rate and acceleration are high. The heart rate is high when the user's maximum heart rate is 70% or more, and the acceleration is compared with the value measured 1 sec ago. If the change of motion occurs over the predetermined acceleration threshold value (20,000 mm / s 2 ) If it falls, set it to identify it as a dangerous situation.

사용자가 운동을 하고 있는 경우에는 심박수와 가속도가 high일 수 있는데 심박수가 높아진 상황에 준하는 움직임을 발생하여 움직임이 크게 변하지 않으므로 위험 상황이라고 식별하지 않는다. If the user is exercising, the heart rate and acceleration may be high, but the movement is not significantly changed due to a motion similar to a situation in which the heart rate is high, so it is not identified as a dangerous situation.

위치 2(situation 2)는 심박수는 high면서 가속도는 low인 상황이며 심리적인 경우나 스트레스로 인해 최대 심박수는 70% 이상 증가하였는데 가속도의 변화가 낮으므로 위험 상황이라고 식별한다. In situation 2, the heart rate is high and the acceleration is low. The maximum heart rate is increased by 70% due to psychological stress or stress. It is identified as a dangerous situation because the change of acceleration is low.

위치 3(situation 3)은 심박수가 low이면서 가속도가 high인 상황이다. 사용자가 운동이나 갑작스런 움직임으로 인해 가속도는 증가한 반면 심박수는 낮은 상태이며 가속도의 임계값이 우선적으로 벗어나는 상황이다. 즉 사용자가 활동적인 움직임을 발생하고 있는 경우, 심박수에 이상이 발생한 상황이며 위험 상황으로 식별한다. Situation 3 is a situation in which the heart rate is low and the acceleration is high. The user has increased acceleration due to exercise or sudden movement, while the heart rate is low and the threshold value of acceleration is out of priority. That is, when the user is generating active motion, the heart rate is abnormal and it is identified as a dangerous situation.

마지막으로 위치 4(situation 4)는 심박수와 가속도가 low인 상황이며 심박수가 낮은 만큼 움직임의 변화가 없기 때문에 위험 상황이라고 식별하지 않는다. 심장이상으로 인해 심박수와 가속도가 급격히 낮아지는 경우는 위험 상황이라고 식별한다.Finally, position 4 is not identified as a critical situation because the heart rate and acceleration are low and there is no movement change as the heart rate is low. If your heart rate and accelerations are suddenly lowered due to heart problems, identify them as a dangerous situation.

한편, 사용자의 위험 상황을 식별하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템의 구현 환경은 하기의 [표 2]와 같을 수 있다.On the other hand, the implementation environment of the U-Healthcare-based risk situation notification system that identifies the user's risk situation can be as shown in [Table 2] below.

구분(Type)Type (Type) 구성(Composition)Composition 프로그램 툴
(Tools)Program tool
(Tools) Edit Plus, Arduino Sketch, Eclipse,
APM Setup7Edit Plus, Arduino Sketch, Eclipse,
APM Setup7 데이터베이스 서버용 PCPC for database server Window 7 Enterprise K 64bit
Intel i5-4460, 8GB RAMWindow 7 Enterprise K 64bit
Intel i5-4460, 8GB RAM 아두이노 센서
(Sensor)Arduino sensor
(Sensor) 심박수 센서(Heart Rate)(11)
가속도 센서(Acceleration sensor)(12),
블루투스 모듈(Bluetooth Module)(13)Heart Rate Sensor (11)
An acceleration sensor 12,
The Bluetooth Module (13) 아두이노 기반 웨어러블 디바이스
(wearable device based on Arduino)Arduino based wearable device
(wearable device based on Arduino) Arduino Uno, Bread BoardArduino Uno, Bread Board

즉, 본 발명에서 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)에서는 아두이노 Uno와 아두이노에 부착되는 가속도 센서(12), 심박 센서(11), 블루투스 모듈(Bluetooth Module)(13)을 활용한다.That is, in the wearable device 10 based on the present invention, the acceleration sensor 12, the heart rate sensor 11, and the Bluetooth module 13 attached to Arduino Uno and Arduino are used.

데이터베이스 서버(50)로 사용되는 PC는 Windows 운영체제로서 CPU는 Intel i5-4460, RAM은 8GB를 사용하며, 연동부분은 APM Setup을 활용해서 PHP(Hypertext Preprocessor)로 통신하여 구현하기 위해 PHP 모듈(51)을 구비할 수 있다. The PC used as the database server 50 is a Windows operating system, the CPU uses Intel i5-4460, the RAM uses 8 GB, and the interlocking part uses the APM Setup to communicate with PHP (Hypertext Preprocessor) ).

사용자 앱(30)은 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)의 아두이노에서 측정된 사용자의 생체 정보를 수신 받아 위험 상황 식별 알고리즘을 통해 사용자의 상태를 식별하기 위한 중요 모듈이다.The user application 30 is an important module for receiving the biometric information of the user measured in the Arduino of the wearable device 10 and identifying the status of the user through the risk situation identification algorithm.

사용자 앱(30)은 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)의 아두이노에서 1초마다 측정된 가속도와 심박수의 변화량을 모니터링할 수 있다. The user app 30 may monitor the amount of change in acceleration and heart rate measured every second in the Arduino of the wearable wearable device 10. [

또한 사용자 앱(30)은 사용자 모바일 디바이스(20)의 위치 수신 모듈(21)을 통해서 사용자의 현재 위치 정보를 수신한 뒤, 보호자 앱(70)으로 알림 메시지 전송 요청을 수행할 수 있다.Also, the user app 30 may receive the current location information of the user through the location reception module 21 of the user mobile device 20, and then may request the caregiver application 70 to transmit the notification message.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템 중 사용자 앱(30)에서 구현되는 메인페이지(도 4a)와 회원가입 페이지(도 4b)를 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing a main page (FIG. 4A) and a membership subscription page (FIG. 4B) implemented in the user app 30 among the U-Healthcare-based risk status notification system according to the embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 사용자 앱(30)에서 제공되는 메인 페이지(도 4a)에서 Join 버튼(31)을 클릭하게 되면 회원가입 페이지(도 4b)로 넘어가 사용자의 이메일, 이름, 비밀번호, 나이, 보호자 전화번호, 성별을 입력하고, 가입하기 버튼(33)을 클릭하게 되면 데이터베이스 서버(50)에 입력한 정보가 저장된다. 4, if the Join button 31 is clicked on the main page (FIG. 4A) provided by the user application 30, the process goes to the membership page (FIG. 4B) Telephone number, and gender, and clicks the Subscribe button 33, the information input to the database server 50 is stored.

또한 데이터베이스 서버(50)에 저장된 나이 정보는 사용자 로그인시 사용자의 휴식기 심박수 평균을 구하는데 활용된다. Also, the age information stored in the database server 50 is used to determine the user's resting heart rate average at the time of user login.

한편, 도 4a의 메인 페이지에서 아이디와 비밀번호 입력 후 로그인 버튼(32)을 클릭하게 되면 데이터베이스 서버(50)에 저장되어 있는 사용자 정보와 비교하여 일치하면 사용자 앱(30)은 로그인을 진행한다. On the other hand, if the login button 32 is clicked after inputting the ID and password in the main page of FIG. 4A, the user application 30 proceeds to log in if the user information is compared with the user information stored in the database server 50.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템에서의 센서 측정값 페이지(도 5a)와 위험 상황 발생 페이지(도 5b)를 나타내는 도면이다. 도 5a를 참조하면, 센서 측정값 페이지는 사용자가 로그인을 하게 되면 사용자의 가속도와 심박수를 모니터링 할 수 있고 10초간의 휴식기 심박수를 측정한 평균값과 회원가입에서 입력했던 나이를 데이터베이스 서버(50)에서 수신 받아 휴식기 심박수 평균값을 토스트 메시지(toast massage) 형태로 제공할 수 있다. FIG. 5 is a view showing a sensor measurement value page (FIG. 5A) and a dangerous situation occurrence page (FIG. 5B) in the U-Healthcare based risk situation notification system according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5A, when the user logs in, the sensor measurement value page can monitor the user's acceleration and heart rate, and the average value of the 10-second resting heart rate measurement and the age entered in the membership registration are stored in the database server 50 The mean value of the received resting heart rate can be provided in the form of a toast massage.

한편, 도 5b의 위험 상황 발생 페이지는 사용자가 낙상이나 넘어짐으로 인한 임계값을 벗어나는 위험 상황이 발생하면, 사용자 앱(30)에서는 사용자 모바일 디바이스(20)에 내장된 위치 수신 모듈(21)을 통해 사용자의 위도, 경도 값을 측정함과 동시에 한글 주소로 변환하여 데이터베이스 서버(50)에 저장한다. On the other hand, when a dangerous situation occurs in which the user is out of the threshold value due to fall or falling, the user application 30 transmits the dangerous situation occurrence page of FIG. 5B through the location reception module 21 built in the user mobile device 20 The latitude and longitude values of the user are measured, and at the same time, they are converted into Hangul addresses and stored in the database server 50.

즉, 위험 상황이 발생하면, 사용자 앱(30)은 사용자의 현재 위치 정보를 푸시팝업 메시지로 보호자 앱(70)으로 전송하는데 측정된 위도, 경도 값을 한글 주소로 변환하여 보호자가 쉽게 알아볼 수 있도록 한다. That is, when a dangerous situation occurs, the user application 30 transmits the current location information of the user to the caregiver application 70 as a push popup message, and converts the measured latitude and longitude values into a Hangul address, do.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템에서의 보호자 앱(70)에 의해 구현된 푸시 팝업 메시지를 나타내는 유저 인터페이스(User Interface) 화면을 나타낸다. FIG. 6 shows a user interface screen showing a push-pop-up message implemented by the caregiver app 70 in the U-Healthcare-based risk notification system according to the embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 사용자 앱(30)에서 위험 상황 발생으로 판단에 따른 한글로 변환된 사용자의 현재 주소를 클라우드 메세징 서버(80)를 통해 전송시, 보호자 모바일 디바이스(60)에서 실행되는 보호자 앱(70)은 클라우드 메세징 서버(80)로부터 푸시 팝업 메시지 형태로 한글로 변환된 사용자 현재 주소 정보를 구현한다. 6, when the current address of the user converted into Korean according to the judgment of occurrence of a dangerous situation in the user app 30 is transmitted through the cloud messaging server 80, the caregiver application executed by the guardian mobile device 60 (70) implements the user's current address information converted into Hangul from the cloud messaging server (80) in the form of a push popup message.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템에서의 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)의 프로토타입(prototype)을 나타내는 도면이다. FIG. 7 is a diagram showing a prototype of the wearable-based wearable device 10 in the U-Healthcare-based risk status notification system according to the embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 사용자 생체 정보 측정을 위한 아두이노 기반 웨어러블 디바이스(10)는 아두이노에 움직임을 측정하는 가속도 센서(12)와 사용자의 심박수를 측정하는 심박 센서(11) 또한 측정된 생체 정보를 사용자 앱(30)으로 전송하기 위한 블루투스 모듈(13)을 장착하고 전원공급을 위한 배터리(14)를 장착하여 구현할 수 있다. Referring to FIG. 7, the wearable device 10 for measuring the user's biometric information includes an acceleration sensor 12 for measuring the movement of the wearer, a heart rate sensor 11 for measuring the heart rate of the user, A Bluetooth module 13 for transmitting the Bluetooth module 13 to the user application 30 and a battery 14 for power supply.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 아두이노 기반 웨어러블 디바이스
11 : 심박수 센서
12 : 가속도 센서
13 : 블루투스 센서
14 : 아두이노 보드
20 : 사용자 모바일 디바이스
21 : 위치 수신 모듈
30 : 사용자 앱
40 : 네트워크
50 : 데이터베이스 서버
51 : PHP 모듈
60 : 보호자 모바일 디바이스
70 : 보호자 앱
80 : 클라우드 메세징 서버10: Arduino based wearable device
11: heart rate sensor
12: Accelerometer
13: Bluetooth sensor
14: Arduino board
20: User mobile device
21: Position receiving module
30: User Apps
40: Network
50: Database server
51: PHP module
60: Parental Mobile Device
70: Protector app
80: Cloud messaging server

Claims (10)

심박수 센서와 가속도 센서 각각을 통해 사용자의 심박수와 가속도를 미리 설정된 시간마다 측정하여, 블루투스 모듈을 통해 블루투스 통신 방식으로 실시간으로 사용자 모바일 디바이스로 전송하는 아두이노 기반 웨어러블 디바이스;
상기 사용자 모바일 디바이스에 설치되며, 상기 심박수 센서 및 상기 가속도 센서에 의해 각각 측정한 심박수 측정값과 가속도 측정값에 대한 임계값을 설정하고, 상기 심박수 측정값 및 상기 가속도 측정값 각각에 대한 임계값 분석을 통해 위험 상황 발생을 인식하는 사용자 앱; 및
상기 사용자 앱으로부터 사용자의 로그인 정보와 현재 위치 정보를 수신하여 저장하고, 사용자의 로그인 정보와 매칭되는 푸시 팝업 메시지를 전송받기 위한 보호자 API 키(API key)를 미리 저장하고 있으며, 상기 위험 상황 발생을 인식한 경우, 사용자의 현재 위치 정보를 수신하기 위해 보호자 API 키(key)를 추출한 뒤, 추출된 API 키와 매칭되는 보호자 앱으로 사용자의 현재 위치 정보를 전송하여 위험 상황 발생을 알리는 메시지로 활용하도록 하는 데이터베이스 서버;
를 포함하고,
상기 사용자 앱은
사용자의 로그인 요청에 따라, 데이터베이스 서버로부터 로그인 정보와 매칭되는 사용자 정보 중 사용자의 나이 정보를 수신하며, 상기 수신된 나이 정보별로 설정된 평균 심박수 중 미리 설정된 퍼센테이지를 연산하여 제 1 심박수 값을 획득하고, 상기 심박수 센서를 통해 사용자의 휴식기 심박수를 미리 설정된 시간 동안 측정하여 제 2 심박수 값을 획득하고, 상기 가속도 센서를 통한 가속도 측정을 수행하며, 상기 제 1 심박수 값과 상기 제 2 심박수 값의 평균을 연산한 평균을 기준으로 사용자별 심박수 임계값을 부여하고, 상기 가속도 센서에 의해 측정된 가속도 측정값을 기준으로 사용자별 임계값 부여를 수행하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템.
An Arduino-based wearable device that measures a user's heart rate and acceleration through each of a heart rate sensor and an acceleration sensor at predetermined time intervals and transmits the measured heart rate and acceleration to a user mobile device in real time using a Bluetooth communication method through a Bluetooth module;
A threshold value setting unit for setting a threshold value for the heart rate measurement value and the acceleration measurement value respectively measured by the heart rate sensor and the acceleration sensor and setting a threshold value for each of the heart rate measurement value and the acceleration measurement value, A user app that recognizes the occurrence of a dangerous situation through the application; And
A parental API key for receiving and storing the user's login information and current location information from the user app and receiving a push-pop-up message matched with the login information of the user, If it is recognized, the protector API key (key) is extracted to receive the current position information of the user, and the current position information of the user is transmitted to the protector app matching with the extracted API key, A database server;
Lt; / RTI >
The user app
Receiving a user's age information among user information matched with login information from a database server according to a user's login request, calculating a predetermined percentage of the average heart rate set for each of the received age information to obtain a first heart rate value, A second heart rate value is measured by measuring the user's resting heart rate for a preset time through the heart rate sensor, an acceleration is measured through the acceleration sensor, and an average of the first heart rate value and the second heart rate value is calculated Wherein a threshold value for each user is given on the basis of an average and a threshold value is assigned for each user based on the acceleration measurement value measured by the acceleration sensor.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 사용자 앱은,
위험 상황 식별 알고리즘을 통해 사용자의 상태를 식별하고 위험 상황 발생시 상기 사용자 모바일 디바이스의 위치 수신 모듈(21)을 통해 사용자의 현재 위치를 측정한 뒤, 상기 사용자 모바일 디바이스를 통해 네트워크와 연결된 상기 데이터베이스 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템.
The method according to claim 1,
The user-
The user status is identified through a risk situation identification algorithm, the current location of the user is measured through the location receiving module 21 of the user mobile device in the event of a dangerous situation, Wherein said system comprises: means for transmitting said risk information to said mobile terminal;
제1항에 있어서,
상기 보호자 앱은,
보호자 모바일 디바이스에서 실행되며, 사용자의 위험 상황 발생시, 사용자의 현재 위치 정보를 네트워크와 연결된 클라우드 메세징 서버로부터 수신하여 구현하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템.
The method according to claim 1,
The protector app,
Wherein the current location information of the user is received from the cloud messaging server connected to the network and implemented when the user is in a dangerous situation.
제4항에 있어서,
상기 클라우드 메세징 서버는,
상기 사용자 앱 및 상기 보호자 앱 간의 데이터를 전송하게 해주는 서비스를 제공하며, 상기 데이터베이스 서버에 새로운 데이터가 있음을 각 사용자의 상기 보호자 앱으로 알리는 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림 시스템.
5. The method of claim 4,
The cloud messaging server,
And transmits a message informing the parent application of each user that there is new data in the database server. The U-healthcare-based risk Situation notification system.
사용자 앱이 심박수 센서 및 가속도 센서에 의해 각각 측정한 심박수 측정값과 가속도 측정값에 대한 임계값을 설정하는 제 1 단계;
상기 사용자 앱이 상기 심박수 센서와 상기 가속도 센서 각각으로부터 심박수 측정값 및 가속도 측정값을 획득하여 각각에 대한 임계값 비교를 통해 위험 상황 발생 여부를 분석하는 제 2 단계;
데이터베이스 서버가 상기 사용자 앱으로부터 사용자의 로그인 정보와 현재 위치 정보를 수신하여 저장하고, 사용자의 로그인 정보와 매칭되는 푸시 팝업 메시지를 전송받기 위한 보호자 API 키(API key)를 미리 저장하고 있는 제 3 단계; 및
상기 위험 상황 발생을 인식한 경우, 상기 데이터베이스 서버가 사용자의 현재 위치 정보를 수신하기 위해 보호자 API 키(key)를 추출한 뒤, 추출된 API 키와 매칭되는 보호자 앱으로 사용자의 현재 위치 정보를 전송하여 위험 상황 발생을 알리는 메시지로 활용하도록 하는 제 4 단계;
를 포함하고,
상기 제 1 단계는,
상기 사용자 앱이 사용자의 로그인 요청에 따라, 데이터베이스 서버로부터 로그인 정보와 매칭되는 사용자 정보 중 사용자의 나이 정보를 수신하는 제 1-1 단계;
상기 사용자 앱이 상기 데이터베이스 서버로 수신된 나이 정보 별로 설정된 평균 심박수 중 미리 설정된 퍼센테이지를 연산하여 제 1 심박수 값을 획득하고, 상기 심박수 센서를 통해 사용자의 휴식기 심박수를 미리 설정된 시간 동안 측정하여 제 2 심박수 값을 획득하고, 상기 가속도 센서를 통한 가속도 측정을 수행하는 제 1-2 단계; 및
상기 사용자 앱은 상기 제 1 심박수 값과 상기 제 2 심박수 값의 평균을 연산한 평균을 기준으로 사용자 별 심박수 임계값을 부여하며, 상기 가속도 센서에 의해 측정된 가속도 측정값을 기준으로 사용자 별 임계값 부여를 수행하는 제 1-3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림을 위한 위험 식별 방법.
A first step of setting a threshold value for the heart rate measurement value and the acceleration measurement value respectively measured by the user's appara- tus by the heart rate sensor and the acceleration sensor;
A second step of the user application acquiring a heart rate measurement value and an acceleration measurement value from the heart rate sensor and the acceleration sensor, respectively, and analyzing whether or not a dangerous situation occurs by comparing threshold values with respect to each of the heart rate and acceleration measurement values;
A database server receives and stores user login information and current location information from the user application, and stores in advance a protector API key for receiving a push-pop-up message matched with the login information of the user ; And
In case of recognizing the occurrence of the dangerous situation, the database server extracts a protector API key to receive the current location information of the user, and transmits the current location information of the user to the protector app matching the extracted API key A fourth step of using the message as a message informing occurrence of a dangerous situation;
Lt; / RTI >
In the first step,
A 1-1 step of receiving age information of a user among pieces of user information matched with login information from a database server in response to a user's login request;
The user's app obtains a first heart rate value by calculating a preset percentage of the average heart rate set by the age information received by the database server, measures a resting heart rate of the user through the heart rate sensor for a predetermined time, A first step of obtaining an acceleration value and performing acceleration measurement through the acceleration sensor; And
The user app gives a heart rate threshold value for each user based on an average of the first heart rate value and the average of the second heart rate values and calculates a threshold value for each user based on the acceleration measurement value measured by the acceleration sensor, A step 1-3 of performing granting; A risk identification method for a risk context notification based on U-healthcare.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 제 2 단계는,
상기 사용자 앱이 상기 심박수 센서와 상기 가속도 센서 각각으로부터 심박수 측정값 및 가속도 측정값을 획득하는 제 2-1 단계;
상기 사용자 앱이 상기 제 1 단계와 상기 제 2 단계 사이에 측정된 심박수 측정값 및 가속도 측정값이 있는 경우, 측정된 심박수 측정값과 가속도 측정값과 개별적인 비교를 수행하는 제 2-2 단계; 및
상기 사용자 앱이 심박수 측정값 및 가속도 측정값 중 각각의 임계값을 벗어나는 측정값이 추출시, 나머지 다른 측정값의 임계값을 벗어나는지를 통해 위험 상황 발생 여부를 분석하는 제 2-3 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림을 위한 위험 식별 방법.
The method according to claim 6,
The second step comprises:
A second step of the user application acquiring a heart rate measurement value and an acceleration measurement value from the heart rate sensor and the acceleration sensor, respectively;
Performing a second comparison between the measured heart rate measurement value and the acceleration measurement value when the user application has the measured heart rate value and the measured acceleration value between the first step and the second step; And
A second step of analyzing whether a risk situation occurs or not by determining whether a measurement value of each of the heart rate measurement value and the acceleration measurement value is out of a threshold value of another measurement value at the time of extraction; A risk identification method for a risk context notification based on U-healthcare.
제8항에 있어서,
상기 제 2 단계 이후,
위험 상황 발생으로 분석시, 상기 사용자 앱이 사용자 모바일 디바이스의 위치 수신 모듈을 통해 사용자 현재 위치 정보를 확인하는 제 3 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림을 위한 위험 식별 방법.
9. The method of claim 8,
After the second step,
A third step in which the user app verifies the current location information of the user through the location receiving module of the user mobile device when analyzing the occurrence of a dangerous situation; Further comprising the steps of: receiving a U-HealthCare message from the U-Healthcare agent;
제9항에 있어서,
상기 제 3 단계 이후,
상기 사용자 앱이 사용자 현재 위치 정보를 상기 사용자 모바일 디바이스로 제공하여, 상기 사용자 모바일 디바이스에 의한 클라우드 메세징 서버를 통한 보호자 앱으로의 전송이 수행되도록 하는 제 4 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 U-헬스 케어 기반의 위험 상황 알림을 위한 위험 식별 방법.
10. The method of claim 9,
After the third step,
A fourth step of providing the user's current location information to the user mobile device so that the user's mobile device transmits the user's current location information to the guardian application via the cloud messaging server; Further comprising the steps of: receiving a U-HealthCare message from the U-Healthcare agent;
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